[發(fā)明專利]一種光纖通信網地理災難抗毀性評估方法

有效

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• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113472432B
• 公開（公告）日: 2023-02-14
• 發(fā)明（設計）人: 王鯨魚;周少華;張引發(fā);李娟;冉金志;賀轉玲
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04L41/14
• 分類號: H04L41/14
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 劉瑩

本發(fā)明提供一種光纖通信網地理災難抗毀性評估方法，包括以下步驟：首先用平面圖形表示真實地理位置分布的光纖通信網；其次將真實的光纖通信網嵌入到平面圖形中，建立光纖通信網的圖論模型；再次計算抗毀性評估指標及抗毀性評估指標權重；最后確定出抗毀性程度。該光纖通信網地理災難抗毀性評估方法，可為抗毀優(yōu)化提供指導，從而可有效應對可能出現(xiàn)的大規(guī)模災難，從而有效降低地理災難對光纖通信網絡帶來的破壞。

【技術領域】

本發(fā)明屬于通信網絡技術領域，具體涉及一種光纖通信網地理災難抗毀性評估方法，具體涉及無保護光纖通信網的抗毀性評價方法和具有保護光纖通信網的抗毀性評價方法。

【背景技術】

隨著光纖通信網的應用和普及，它的安全問題也越來越受到重視。盡管一直以來人們非常重視網絡的安全，尤其在網絡的脆弱性、可靠性、生存性和抗毀性等方面研究出了很多成果，但是由于光纖通信具有保密性好、抗干擾能力強等優(yōu)點，因此得到了大部分人的認可。然而對于光纖通信系統(tǒng)，通過很低廉的成本、較低的技術手段就能對網絡業(yè)務造成較為嚴重的破壞，例如割斷光纜，破壞中繼點等，這樣的破壞所需要的成本很低，并且是一種非常有效的攻擊手段。由于單條光纖鏈路的破壞對光網絡的影響是有限的，不會造成通信網絡大面積的癱瘓，因此以往大部分的物理層脆弱性研究主要集中在對網絡中單個節(jié)點或單條鏈路的失效性防護。然而面對自然災害或戰(zhàn)爭裝天下，光線通信系統(tǒng)的破壞是不可估量的，因此在此狀態(tài)下對光網絡的破壞受到研究學者的關注。目前研究的熱點主要集中在如何構建光網絡的故障模型和地理災難模型，在通信安全領域的研究尚未廣泛開展，但各類文獻對如何構建在地理區(qū)域的光網絡故障模型已經取得一定的進展。由于地理分布的光網絡的抗毀性研究是最近幾年才受到網絡研究者的關注，因此評判的依據不統(tǒng)一。地理分布的光網絡拓撲與道路交通網的拓撲比較相似，因此目前大多數研究是參考道路交通網和計算機網絡的評價方法，其中關于光纖通信網的大部分研究都是基于拓撲結構的光纖通信網抗毀性研究，缺乏與地理災難有效的結合的抗毀性評估方法，無法為現(xiàn)有光纖通信網的抗毀優(yōu)化提供指導，無法有效應對可能出現(xiàn)的大規(guī)模災難。因此急需一種通過解決光纖通信網地理災難抗毀性評估問題來有效降低地理災難對光纖通信網絡帶來破壞風險的方法。

【發(fā)明內容】

針對現(xiàn)有通信設備自主可控難評估的問題，本發(fā)明提供一種光纖通信網地理災難抗毀性評估方法，可為抗毀優(yōu)化提供指導，從而可有效應對可能出現(xiàn)的大規(guī)模災難，從而有效降低地理災難對光纖通信網絡帶來的破壞。

本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的，提供一種光纖通信網地理災難抗毀性評估方法，包括以下步驟：

S1用平面圖形表示真實地理位置分布的光纖通信網；

S2將真實的光纖通信網嵌入到平面圖形中，建立光纖通信網的圖論模型；

S3計算抗毀性評估指標及抗毀性評估指標權重；

S4確定抗毀性程度。

特別的，所述S1具體通過以下方法實現(xiàn)：

S11用無向圖G的每個頂點表示光纖通信網的節(jié)點，以頂點u、v為端點的邊φ_G(e)＝(uv)表示光纜的鏈路；

S12用鄰接矩陣A＝(a_ij)_n×n來表示網絡中各節(jié)點連接情況，其中n代表網絡節(jié)點總數，若節(jié)點i和節(jié)點j直接連接，且其路徑長度為num，則a_ij＝a_ji＝num，否則a_ij＝a_ji＝∞，令所有的a_ii等于0；

S13對鄰接矩陣采用如下公式進行歸一化處理，最終獲得光線通信網的平面圖形，

于公式(1)中x_i表示第i個節(jié)點容量的歸一化值，x_max表示網絡拓撲中節(jié)點容量最大值，x_min表示網絡拓撲中節(jié)點容量最小值。